mercredi 6 avril 2011

Examen Corrigé Architecture et Fonctionnement des ordinateurs - Système de Numération - Mémoire - Processeur

Exercice 1 :

1. Décodage


- Indiquez, en la justifiant, la valeur décimale codée par la suite 11011001011101012 qui représente un entier signé en complément à 2 sur 16 bits.

2. Codage

- Reliez avec des flèches chacune des valeurs de la table 1 à son codage IEEE 754 dans la table 2.


Rappel : Norme IEEE 754 simple précision (sur 32 bits)


3. Mémoire

- Que signifient les termes R.A.M. et R.O.M. ?

4. Mémoire Virtuelle

- Quel est le support utilisé pour ce type de mémoire ? 

5. Mémoires Cache

- Expliquez l’intérêt des mémoires cache dans un système informatique. 

6. loi de Moore

- Que permet de prédire la loi de Moore ? 

7. Chipset


- Quelles sont les fonctions d’un Chipset sur une carte mère d’ordinateur ? 

Exercice 2 :


Représentez l’architecture d’un  ordinateur construit avec  une carte mère dont une représentation est fournie ci-contre, en utilisant au mieux ses capacités. L’ordinateur doit être équipé d’un minimum fonctionnel, d’un lecteur de CD, d’une carte FAX (modem lent), d’une carte son (haute fidélité) et d’enceintes USB à proximité du moniteur qui lui-même dispose du monitoring. La souris et le stylet sont à proximité du clavier, tous trois USB.

Remarque : Votre représentation fera apparaître les différents BUS ainsi que les éléments indispensables permettant la gestion des différents périphériques désignés ci-dessus.

 Figure 1 – Représentation d’une carte mère  

Exercice 3 :

1.  Donner la (ou les) différence(s) entre un circuit RAM et un circuit ROM. 

2.  Exercices de numération. (3 points)


a)  Compléter le tableau de conversion suivant :

Vous pouvez justifier vos résultats ci dessous

b)  Donner le complément à deux des nombres suivants : 


Vous pouvez justifier vos résultats ci dessous

c)  Effectuer les additions suivantes :


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- Corrigé de l'examen.

Exercice 1 :

1. Décodage


Si cette valeur est donnée en complément à deux, c’est donc un nombre négatif. 
Il suffit de complémenter à deux pour restaurer la valeur que nous recherchons en binaire puis de la transformer en décimal.

Première étape : complément à 1  


Deuxième étape : pour le complément à 2, il suffit d’ajouter la valeur 1 au résultat précédent : 

Troisième étape : Conversion en décimal : 1+2+8+128+512+1024+8192 = 9867

Le résultat demandé est donc : -9867

2. Codage




3. Mémoire


RAM :  Random Access Memory. Également appelée mémoire vive, ce type de mémoire permet de stocker les données des programmes en cours d'exécution sur un ordinateur. Elle est vendue sous forme de barrette contenant jusqu'à 2Go de donnée voire plus.

ROM : Read Only Memory, aussi appelée mémoire morte. C'est un type de mémoire qui ne peut être écrite qu'une seule fois, parfois en usine, parfois par un utilisateur comme pour un CD-R. 


4. Mémoire Virtuelle


La mémoire virtuelle est utilisée pour palier à la limitation en taille de la mémoire de travail du microprocesseur. Cette mémoire si situe sur le disque dur. 


5. Mémoires Cache


But : éviter de rechercher en mémoire  centrale des données déjà recherchées précédemment en les conservant près du processeur dans une mémoire à accès rapide (SRAM : 8 à 16 fois plus rapide que DRAM mais 4 à 8 fois plus volumineuse). Basée sur le principe de proximité (ex. : instructions des boucles).

On distingue :

-  Le cache interne ou de niveau 1 ou L1 :  dans le processeur,  unifié = contient instructions et données (ex. : Intel 486), actuellement au moins 2 caches : 1 cache de données et 1 cache d’instructions (ex. Pentium : 2 caches L1 de 8 Ko, Pentium III : 2 caches L1 de 16 Ko, actuellement cache L1 : 128 Ko). Avantage des caches séparés :
les opérations mémoires sur des instructions et données indépendantes peuvent être simultanées.

-   Cache externe ou de niveau 2 ou L2 (unifié) : à côté du processeur, généralement de 512 ko. 


6. loi de Moore


« Le nombre de transistors par circuit de même taille double à prix constants tous les dix-huit mois » - L’entreprise n° 210 - mars 2003

Cofondateur de la société Intel, Gordon Moore avait affirmé dès 1965 que le nombre de transistors par circuit de même taille allait doubler, à prix constants, tous les ans. Il rectifia par la suite en portant à dix-huit mois le rythme de doublement. Il en déduisit que la puissance des ordinateurs allait croître de manière exponentielle, et ce pour des années. Il avait raison. Sa loi, fondée sur un constat empirique, a été vérifiée jusqu'à aujourd'hui. Il a cependant déclaré en 1997 que cette croissance des performances des puces se heurterait aux environ de 2017 à une limite physique : celle de la taille des  atomes. D'ici là, nos ordinateurs seront environ 1 500 fois plus puissants qu'aujourd'hui ! 


7. Chipset


Le chipset permet de gérer les multiples échanges entre les différents composants du PC et le processeur.
Un chipset, c’est deux processeurs soudés sur la carte mère. Le Northbridge qui s’occupe des échanges entre le processeur, la carte graphique et la mémoire vive. Le Southbridge quant à lui prend en charge les échanges de données avec les disques dur, les éventuelles cartes  PCI,  le  réseau  et  tous  les  ports  de  communication  comme  l’USB,  le  clavier, l’imprimante…
Le  chipset  prend  de  plus  en  plus  d’importance.  Dans  la  majorité  des  PCs  actuels,  il remplace  la  carte  son  et  la  carte  réseau.  Certains  Northbridge  intègent  même  une  carte graphique allégée. 



Exercice 2 :




Exercice 3 :


1.  Donner la (ou les) différence(s) entre un circuit RAM et un circuit ROM. 



Donner la (ou les) différences qui existe(nt) entre un circuit RAM et un circuit ROM. 
Un circuit RAM est accessible en lecture et écriture. Son contenu est perdu en cas de coupure d’alimentation
Un circuit ROM est accessible uniquement en lecture.
Le contenu de la ROM est préservé en cas de coupure d’alimentation. 


2.  Exercices de numération. (3 points)


a)  Compléter le tableau de conversion suivant :



b)  Donner le complément à deux des nombres suivants : 




c)  Effectuer les additions suivantes :

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